DE3536046A1 - Verfahren, anlage und walzstrasse zum herstellen nahtloser rohre - Google Patents

Description

Zum Herstellen nahtloser Rohre werden je nach vorhandenem Vormaterial, gewünschten Fertigabmessungen, Herstellungsmengen pro Zeiteinheit, Qualitätsansprüchen und ähnlichen Kriterien unterschiedliche Herstellungs­ verfahren angewandt, die sich wesentlich voneinander unterscheiden. Ge­ meinsam haben diese Verfahren jedoch drei Hauptverfahrensstufen, nämlich erstens das Lochen und damit Herstellen eines Hohlblockes, zweitens das Strecken des Hohlblockes zu einer Rohrluppe sowie drittens das Fertig­ walzen der Rohrluppe zum fertigen Rohr, welches dann nur noch auf die gewünschte Länge unterteilt zu werden braucht. Zum Herstellen des Hohl­ blockes wendet man neben dem Lochpressen besonders häufig das Schrägwalz­ verfahren an. Das Fertigwalzen der Rohrluppe zum fertigen Rohr geschieht fast immer durch Streckreduzierwalzen oder Maßwalzen, also kontinuierlich arbeitende Verfahren. Infolgedessen unterscheiden sich die einzelnen Ver­ fahren zum Herstellen nahtloser Rohre vor allem und besonders deutlich durch ihre zweite Verfahrensstufe, also durch das Strecken des Hohlblockes zur Rohrluppe. Deshalb sind auch die verschiedenen Verfahren nach der zweiten Verfahrensstufe benannt.

Beim Stopfenwalzen wird der Hohlblock nach dem Lochen meist in einem zweiten Schrägwalzwerk gestreckt, weil in dem nachfolgenden Stopfenwalz­ werk nur eine begrenzte Querschnittsabnahme möglich ist. Nach dem Schrägwalzen und Stopfenwalzen wird in zwei hintereinandergeschalteten Glättwalzwerken die Wanddickentoleranz so weit verringert, daß die Rohr­ luppe fertiggewalzt werden kann. Bei diesem Verfahren benötigt man also für den Streckvorgang nach dem Lochen ein Schrägwalzwerk, ein Stopfenwalz­ werk und zwei Glättwalzwerke, was mit hohen Investitionskosten und einem großen Platzbedarf verbunden ist. Wegen der relativ geringen Querschnitts­ abnahme und vor allem aufgrund der hohen thermischen Belastung des Stopfens sind die erreichbaren Fertiglängen beim Stopfenwalzen relativ kurz, was zu einer großen Zahl unbrauchbarer Endstücke und damit einem hohen Schrottanteil führt.

Beim Stoßbankverfahren wird nach dem Lochen, das häufig mittels einer Lochpresse geschieht, zum Strecken des Hohlblockes meist ein Schräg­ walzwerk verwendet, dann die eigentliche Stoßbank eingesetzt und an­ schließend ein Lösewalzwerk sowie eine Ausziehvorrichtung, um die beim Stoßen benutzte Dornstange aus der Rohrluppe zu entfernen. Auch bei diesem Verfahren benötigt man insgesamt vier relativ teure Aggregate und wegen der sehr langen Stoßbank viel Platz. Der Schrottanteil ist auch hier relativ groß, weil nach dem Stoßen der Rohrluppenboden ab­ getrennt und verschrottet werden muß. Die Rohrluppenlängen bleiben wegen der begrenzten Dornstangenlängen im allgemeinen unter 20 Meter, so daß nur Fertigrohrlängen bis maximal etwa 200 Meter erreicht werden können.

Beim Rohrkontiverfahren geschieht das Lochen des Blockes in einem Schräg­ walzwerk und das Strecken auf einer in den Hohlblock eingeschobenen Dornstange in hintereinander angeordneten Walzgerüsten mit Kaliberöff­ nungen, die einen weitgehend geschlossenen Umfang besitzen. Die ge­ schlossene Form der Kaliberöffnungen und die großflächige Berührung des Walzgutes mit der relativ kalten Dornstange bringt einen erheb­ lichen Wärmeverlust beim Walzgut und eine starke Aufheizung der Dorn­ stange. Um beides durch eine kurze Kontaktzeit zu begrenzen, wird mit großer Durchlaufgeschwindigkeit gewalzt. Dies erfordert hohe Antriebs­ leistungen. Die dadurch bedingten großen Motoren erschweren eine genaue Drehzahlabstimmung, so daß es zu Leistungsverlusten kommt. Bei diesem Verfahren benötigt man außerdem hinter der Rohrkontistraße zusätzliche Einrichtungen zum Entfernen der Dornstangen aus den Rohrluppen. Ferner ist eine Kontistraße mit ihren sechs bis acht wegen der großen Walzdrücke schwer gebauten Walzgerüsten, ihrem starken Antrieb und einem zusätz­ lichen Ausziehwalzwerk nebst Dornstangenumlauf eine besonders teure An­ lage und für kleinere und mittlere Produktionsmengen unwirtschaftlich.

Beim Diescherwalzverfahren, bei dem die Streckung des Hohlblockes in einem Schrägwalzwerk mit rotierenden Führungsscheiben erfolgt, ist die maximal erreichbare Querschnittsabnahme relativ klein und die Anstich­ wanddicke verhältnismäßig gering, so daß es notwendig sein kann, ein zweites Schrägwalzwerk dem Diescherwalzwerk vorzuschalten. Wegen der geringen Streckung läßt sich auch nur eine relativ kurze Rohrluppenlänge erzielen mit den oben beim Stopfenwalzen bereits beschriebenen Nachteilen. Außerdem muß die Dornstange über das Walzgut von den Walzen beim Walzbe­ ginn beschleunigt werden. Deshalb darf sie bestimmte Abmessungen nicht überschreiten, was ebenfalls die Rohrluppenlängen begrenzt. Vor allem aber wird beim Diescherwalzverfahren die Walzgutoberfläche durch die rotierenden Führungsscheiben stark beansprucht, was nicht alle Werkstoffe schadlos vertragen. Ferner verursachen die Führungsscheiben einen erhöhten Leistungs­ bedarf und damit erhöhte Betriebskosten, die noch durch den Verschleiß der Führungsscheiben gesteigert werden.

Das Planetenschrägwalzverfahren strebt eine möglichst große Querschnitts­ abnahme in nur einem Stich an. Dies führt zu hohen Walzdrücken, schwerer Bauweise und großen umlaufenden Massen. Um die Fliehkräfte beherrschbar zu halten, muß die Drehzahl niedrig bleiben und damit zwangsläufig die Auslaufgeschwindigkeit. Insbesondere bei kleinen Rohrluppendurchmessern ergibt sich so ein geringer Walzgutdurchsatz. Außerdem ergeben sich wegen der starken Umformung Probleme bei der Erzeugung dünner Rohrluppenwände. Ferner treten Greifprobleme beim Einführen des Hohlblockes in die Kaliber­ öffnung auf. Darüberhinaus ist es schwierig, einen bestimmten Außendurch­ messer der Rohrluppe zu erzielen. Schließlich ergeben sich Schwierigkeiten aus der großen Querschnittsabnahme an nur einer Stelle, weil sich dabei die Walzguttemperatur stark erhöht, was dem Werkstoff sehr schaden kann.

Mit Ausnahme des Planetenschrägwalzverfahrens erfordern die anderen Her­ stellungsverfahren nach dem Strecken und vor dem Fertigwalzen, z. B. in einem Streckreduzierwalzwerk eine Zwischenerwärmung und damit einen zusätzli­ chen Wärmofen, der erhebliche Investitions- und Betriebskosten verursacht. Auch ist ein direktes Einlaufen in die nachfolgende Fertigwalzstraße bei den anderen Verfahren nicht möglich. Allen bekannten Herstellungsverfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie Rohrluppen erzeugen, die unbefriedigende Wanddickentoleranzen, gemessen an verschiedenen Stellen des Rohrluppenum­ fanges, besitzen. Solche Unregelmäßigkeiten stören beim Fertigwalzen und sind noch am fertigen Rohr feststellbar.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen nahtloser Rohre, bei dem ein auf Walztemperatur erwärmter, in Längsrichtung durchgehend gelochter Hohlblock bei innenliegender Dornstange ohne Eigendrehung zu einer Rohrluppe gestreckt und diese anschließend ohne Zwischenerwärmung zu einem fertigen Rohr ausgewalzt wird. Ein solches Verfahren ist durch die DE-OS 26 57 823 bekannt geworden, bei dem der Hohlblock mit Hilfe eines Planetenschrägwalzwerkes zur Rohrluppe gestreckt wird. Bei diesem Ver­ fahren wird zwar der ansonsten stets benötigte Ofen für die Zwischener­ wärmung eingespart und es ist ein unmittelbarer Einlauf der Rohrluppe in die Fertigwalzstraße möglich, aber diesem Planetenschrägwalzverfahren haften die oben erwähnten Nachteile an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Walzwerks­ anlage und eine Walzstraße zum Herstellen nahtloser Rohre zu schaffen, mit denen die zweite Hauptverfahrensstufe, also das Strecken des Hohl­ blockes zur Rohrluppe verbessert werden kann, und zwar sowohl hinsicht­ lich der Rohrluppenqualität als auch im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Strecken des Hohlblockes nur mittels eines in mehrere Schritte unterteilten, im sta­ tionären Betriebszustand gleichzeitig am selben Hohlblock durchgeführten Querwalzverfahren erfolgt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Querschnittsabnahme nicht in einem Schritt und an einer Stelle des Walzgutes durchgeführt, wie bei allen bekannten Schrägwalzverfahren, sondern in mehrere Schritte mit relativ kleinen Abnahmen unterteilt. Das Besondere dieser Unterteilung besteht darin, daß die einzelnen Schritte an demselben Hohlblock gleichzeitig, wenn auch an verschiedenen Stellen desselben, durchgeführt werden. Dies kann vollständig nur für den stationären Betriebszustand gelten, also dann, wenn der Walzgutanfang bereits fertig ist und das Walzgutende noch nicht umgeformt wird. Ferner soll die Unterteilung des Streckvorganges in mehrere kleinere Schritte und das gleichzeitige Durchführen dieser Schritte am selben Hohlblock auch noch bei einem Querwalzverfahren durchgeführt werden. Damit besteht das erfindungsgemäße Verfahren aus einer Kombination von drei Merkmalen, die gemeinsam die gestellte Aufgabe lösen.

Durch die Unterteilung des Streckens in mehrere und damit kleinere Schritte ergibt sich eine geringere Querschnittsabnahme pro Kaliber­ öffnung und damit eine das Walzgut schonende schrittweise Umformung. Außerdem ermöglichen mehrere aufeinander folgende Schritte trotzdem eine große Querschnittsabnahme insgesamt, so daß Blöcke mit großem Gewicht eingesetzt werden können, aus denen sich extrem lange Rohre herstellen lassen. Wegen der Gefahr des Ausknickens der Dornstange und wegen der thermischen Belastung des Stopfens ist es nämlich beim Lochwalzen mit einem Schrägwalzwerk nicht möglich, einen Hohlblock her­ zustellen, der länger als etwa 12 Meter ist. Größere Blockgewichte lassen sich deshalb nur durch eine größere Wanddicke des Hohlblockes erreichen. Diese setzt aber voraus, daß beim Strecken des Hohlblockes zur Rohrluppe eine entsprechend größere Querschnittsabnahme erzielt werden kann, was bei den bekannten Verfahren, selbst durch Hintereinanderschalten mehrerer Walzwerke aus den verschiedensten Gründen nicht erreicht werden konnte. Querschnittsabnahmen und damit Streckungen des Walzgutes zu Rohrluppen von etwa 20 Meter beim Stoßbankverfahren und von etwa 42 Meter beim Kontiverfahren bilden die obere Grenze. Demgegenüber läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr viel größere Gesamtabnahme und damit Gesamtstreckung des Walzgutes erreichen, die beim Zwölffachen und mehr liegen kann, so daß Rohrluppenlängen von 120 Meter und mehr möglich werden. Aus einer solchen Rohrluppe lassen sich mit den be­ kannten Fertigwalzverfahren Rohrlängen von 1200 Meter und mehr erzielen. Wegen der erfindungsgemäßen Unterteilung der Querschnittsabnahme in mehrere Schritte und der dadurch erzielten großen Gesamtabnahme beim Strecken braucht beim Lochen im Schrägwalzwerk keine besonders dünne Wand angestrebt zu werden und man vermeidet die damit verbundenen Schwie­ rigkeiten. Weil die große Querschnittsabnahme beim Strecken außerdem gleichzeitig am selben Hohlblock, also in nur einer Walzstraße, durchge­ führt wird, bleibt die Bearbeitungszeit kurz und vor allem der Wärme­ verlust gering. Bei den meisten bekannten Verfahren erfolgt die Quer­ schnittsabnahme demgegenüber nicht gleichzeitig, sondern in mehreren verschiedenen Walzwerken nacheinander, wobei durch Transport, Dorn­ stangenwechsel und dergleichen viel Wärme verloren geht. Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Bereich des Streckens um ein Quer­ walzverfahren handelt, ermöglicht dies ferner eine wesentliche Verbesserung der Wanddickentoleranz, insbesondere über den Rohrluppenumfang, die beim Längswalzen nicht erreicht werden kann.

Zweckmäßig ist es, wenn das Querwalzverfahren in beiden möglichen Dreh­ richtungen, vorzugsweise von Schritt zu Schritt wechselnd, durchgeführt wird. Hierbei hebt sich die auf das Walzgut ausgeübte Torsionsbean­ spruchung weitgehend auf. Die Umformung erfolgt dann schonender. Außer­ dem kommt es zu einem kreuzweisen Überwalzen der einzelnen Abschnitte des Walzgutes, was enge Toleranzen ermöglicht.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Strecken des Hohlblockes einlaufseitig mit größeren Schritten als auslaufseitig durch­ geführt. Hierdurch erhält man engere Walztoleranzen und vermeidet Schwierigkeiten, die bei großer Querschnittsabnahme an dünnen Rohrluppen­ wänden auftreten. Durch die zur Auslaufseite hin ständig kleiner werdende Querschnittsabnahme geht das Querwalzverfahren allmählich in ein Glätt­ walzverfahren mit kaum nennenswerter Querschnittsabnahme über. Dabei kommt es zu einer weitgehend gleichmäßigen Verteilung der Gesamtantriebs­ leistung auf alle Gerüste und auch die Drehmomente werden ungefähr gleich groß gehalten.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Walzwerksanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese kennzeichnet sich dadurch, daß unmittelbar hinter einem an sich bekannten Schrägwalzgerüst zum Lochen und unmittelbar vor einer ebenfalls bekannten Fertigwalzstraße eine Querwalzstraße in Blockbauweise angeordnet ist. Man benötigt also hinter dem einen Schrägwalzgerüst zum Lochen nur eine einzige Einrichtung zum Strecken und nicht mehrere Walzwerke und Einrichtungen, wie bei den meisten bekannten Anlagen. Auch auf Hilfseinrichtungen, wie z. B. Dornstangen­ umlaufvorrichtungen, Lösewalzwerke und dergleichen kann man verzichten. Außerdem wird ein Ofen zum Wiedererwärmen nach dem Streckvorgang einge­ spart. Ferner kann die so hergestellte Rohrluppe unmittelbar in die aus einem Maß- oder Streckreduzierwalzwerk bestehende Fertigwalzstraße ein­ laufen, die mit nur sehr kurzem Abstand direkt der Querwalzstraße nach­ geschaltet ist. Ein freier Auslauf des Walzgutes nach dem Strecken ist nicht erforderlich. Diese Vorteile sind zwar bereits bei einer mit einem Planetenschrägwalzwerk ausgerüsteten Anlage erreicht worden, bei der aber die eingangs erwähnten Nachteile auftreten, insbesondere Probleme bei der Erzeugung dünner Rohrluppenwände. Die erfindungsgemäße Anlage, ins­ besondere ihre Querwalzstraße, ist demgegenüber in der Lage, beim Strecken eine große Querschnittsabnahme bei engen Toleranzen zu erreichen, so daß in einer Hitze große Blockgewichte zu sehr langen und dünnwandigen Rohren ausgewalzt werden können. Dabei empfiehlt es sich, alle drei Aggregate der Anlage mit Dreiwalzenkalibern auszurüsten, obwohl auch andere Ausführungen denkbar sind.

Ein besonders wesentlicher Bestandteil vorliegender Erfindung ist die das Strecken des Walzgutes durchführende Querwalzstraße, die sich kenn­ zeichnet durch eine walzblockartige Anordnung mehrerer auswechselbarer Querwalzgerüste, welche jeweils mindestens einen motorisch angetriebenen, um die Walzachse umlaufenden Lagerkorb besitzen, in dem mehrere, vorzugs­ weise drei, geneigt zur Walzachse ausgerichtete, ein Kaliber bildende Schrägwalzen drehbar gelagert sind und durch eine vorzugsweise innenge­ kühlte Dornstange, welche einlaufseitig in axialer Richtung zurückge­ halten ist und von dort aus in die Kaliberöffnungen der Gerüste der Querwalzstraße hineinragt. Die walzblockartige Anordnung mehrerer Quer­ walzgerüste ermöglicht das schrittweise, jedoch gleichzeitige Strecken eines Hohlblockes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Querschnitts­ abnahmen in den einzelnen Querwalzgerüsten bleiben durch die Aufteilung der gesamten Querschnittsabnahme in mehrere Schritte gering, so daß man auch mit niedrigen Walzdrücken auskommt. Die vorteilhafte Folge sind kleine Walzen, leichte Walzgerüste, geringe Antriebsleistungen und ein besonders guter Umformwirkungsgrad. Die umlaufenden Massen sind gering, so daß die auftretenden Fliehkräfte problemlos zu beherrschen sind. Trotz der größeren Anzahl von Walzgerüsten ergibt sich ein erheblich kleinerer Platzbedarf im Vergleich zu den bekannten Bauarten, weil die erfindungsgemäßen Querwalzgerüste nur geringe Abmessungen besitzen und sehr eng hintereinander angeordnet werden können. Außerdem erlaubt die walzblockartige Anordnung mehrerer auswechselbarer Querwalzgerüste in einfacher Weise eine Änderung der Rohrluppenwanddicke, in dem mehr oder weniger Querwalzgerüste eingesetzt werden. Wegen der größeren Anzahl von Querwalzgerüsten ergibt sich so eine Wanddickenabstufung der Rohrluppen, die in der Regel völlig ausreichend ist, so daß man auf eine stufenlose radiale Verstellung der Walzen in den meisten Fällen verzichten kann. Die feinstufige Unterteilung, die bei den Fertigrohren erwünscht ist, läßt sich mit der nachgeschalteten Fertigwalzstraße erreichen. Verändert man die Wanddicke der Rohrluppen durch Verwendung einer Dornstange mit anderem Außendurchmesser, so ist dies bei der Erfindung auch mit wenig Aufwand möglich, weil nur eine Dornstange im Einsatz ist und nur diese ausgewechselt werden muß. Ferner erlaubt die walzblockartige Anordnung auswechselbarer Querwalzgerüste ein Auswechseln der Walzen und Einrichten der gesamten Querwalzstraße in einer dafür eingerichteten Werkstatt, während andere Querwalzgerüste im Einsatz sind. Die Anlage ermöglicht somit eine besonders lange ununterbrochene Walzzzeit, was zu einer erheblichen Leistungsverbesse­ rung durch hohe Ausnutzung der Anlage führt. Die Wirtschaftlichkeit der Anlage ist außerdem auch durch das hohe Ausbringen gegeben, weil die Möglichkeit große Blockgewichte einzusetzen, zu langen Rohrluppen und großen Rohrlängen führt, so daß nur wenige unbrauchbare Endabschnitte entstehen und der Schrottanteil gering ist. Darüberhinaus sind neben nie­ drigen Betriebskosten, insbesondere durch die Einsparung des Nachwärme­ ofens auch die Investitionskosten niedriger als bei den bekannten Anlagen mit ihren zahlreichen, jeweils großen und schweren Aggregaten sowie Hilfs- und Zusatzeinrichtungen.

Es ist zweckmäßig die Dornstange in axialer Richtung verschiebbar und um ihre Längsachse drehbar zu halten. Durch Verschieben der Dornstange lassen sich die Längenabschnitte, welche im Bereich der Schrägwalzen verschlissen sind, gegen andere noch nicht verschlissene Längenabschnitte der Dorn­ stange schnell und in sparsamer Weise ersetzen. Durch die drehbare Lagerung der Dornstange läßt sich das Maß der Walzgutaufweitung beeinflussen, wobei sowohl an einen motorischen Antrieb als auch an eine Abbremsung gedacht wird.

Empfehlenswert ist es, die Drehrichtungen der Lagerkörbe benachbarter Quer­ walzgerüste entgegengesetzt zu wählen. Andererseits ist es aber auch mög­ lich, die Drehrichtungen aller Lagerkörbe aller Querwalzgerüste gleich zu wählen. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß die Querwalzgerüste jeweils zwei in Walzrichtung hintereinander angeordnete Lagerkörbe besitzen, deren Drehrichtungen entgegengesetzt gerichtet sind. Bei allen diesen Aus­ führungsformen läßt sich eine schonende Umformung des Walzgutes erreichen, insbesondere ein mehrfaches Überwalzen jeder Stelle des Walzgutes, so daß die unerwünschte Wulstbildung zuverlässig unterdrückt wird und sehr enge Wanddickentoleranzen erzielt werden. Vorschub, Walzenbreite und Walzenab­ stand können so aufeinander abgestimmt werden, daß eine betrachtete Stelle des Walzgutes mehrfach von immer anderen Stellen der Walzenarbeitsflächen überwalzt werden und nicht immer zum Beispiel von den Randabschnitten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei fehlendem motorischem Antrieb der Schrägwalzen vor und zwischen benachbarten Quer­ walzgerüsten mindestens ein Treibgerüst mit mehreren, vorzugsweise drei, in Walzrichtung angetriebenen Treibrollen mit quer zur Walzachse sich erstreckenden Treibrollenachsen angeordnet, wobei die Treibrollenan­ ordnung und -ausbildung einen ringförmigen Spaltraum zwischen Walzgut und Dornstange freiläßt. Durch den Verzicht auf einen motorischen An­ trieb der Schrägwalzen vereinfacht sich die konstruktive Ausbildung der Querwalzgerüste erheblich. Durch den auch dann motorisch angetriebenen Lagerkorb rollen die Schrägwalzen bei eingeschobenem Walzgut trotzdem auf dessen Oberfläche ab, so daß die Umformung des Werkstoffes gewähr­ leistet ist. Die Treibgerüste sind bei dieser Ausführungsform der Er­ findung jedoch notwendig, um den Vorschub des Walzgutes bei fehlendem Walzenantrieb sicherzustellen. Eine abwechselnde Reihenfolge zwischen Querwalzgerüsten und Treibgerüsten ist dabei empfehlenswert, wenn auch andere Reihenfolgen denkbar sind. Ein oder zwei Treibgerüste vor dem ersten Querwalzgerüst sichern ein zuverlässiges Einlaufen des Hohl­ blockes in die Querwalzstraße. Ein auslaufseitig letztes Treibgerüst benötigt man im allgemeinen nur dann, wenn kein unmittelbarer Einlauf in eine kurz hinter der Querwalzstraße angeordnete Fertigwalzstraße vorhanden ist. Ferner ist die Verwendung von jeweils zwei Treibgerüsten hintereinander in manchen Fällen vorteilhaft, weil die Treibrollen in radialer Richtung nur begrenzt gegen das Walzgut angedrückt werden dürfen und infolgedessen nur eine begrenzte Vorschubkraft erzeugen, so daß mehrere hintereinander geschaltete Treibgerüste sinnvoll sein können. Bei mehreren, z. B. zwei Treibgerüsten, läßt sich auch eine Folge von verschiedenen Kaliberöffnungen verwenden. Eine erste ovale Kaliberöffnung vermeidet ein Hineinquetschen des Walzgutes in die Rollenspalte und eine zweite runde Kaliberöffnung gibt dem Walzgut im zweiten Treibgerüst seine runde Querschnittsform zurück, wobei auch ein Eindringen in die Rollenspalte verhindert wird. Durch begrenzte radiale Andrückkraft bleibt zwischen der Walzgutinnenfläche und der Außenfläche der Dornstange ein freier Spaltraum, der jegliche Reibung zwischen Dorn­ stange und Walzgut verhindert. Diese tritt nur noch im Bereich der Schrägwalzen auf, hinter denen sich das Walzgut aber wie bei den bekannten Schrägwalzwerken in radialer Richtung von der Dornstange ablöst. Hierin unterscheidet sich die erfindungsgemäße Querwalzstraße auch von der be­ kannten Kontistraße, bei der das Walzgut sehr fest gegen die Dorn­ stangenoberfläche gedrückt wird, was eine der Ursachen für die hohen Walzdrücke und den großen Leistungsbedarf ist. Bei der erfindungsgemäßen Querwalzstraße werden demgegenüber die Walzdrücke und Antriebsleistungen niedrig gehalten, was kleine und leichte Querwalzgerüste ermöglicht und deren walzblockartige Anordnung. Darüberhinaus wirkt der Spaltraum zwischen dem Walzgut und der in aller Regel innen gekühlten Dornstange isolierend, so daß der Wärmeverlust des Walzgutes niedrig bleibt. Dabei bleibt auch die Aufheizung der Dornstange relativ gering, so daß sie immer wieder verwendet werden kann und ein aufwendiger Dornstangenumlauf mit einer großen Anzahl der teueren Dornstangen eingespart wird.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Schrägwalzen über ihre Lagerwellen angetrieben sein. Hierbei benötigt man keine Treib­ gerüste, so daß eine besonders kurze Querwalzstraße entsteht. Bei dieser Ausführungsform können die Schrägwalzen über Zahnräder angetrieben sein, die drehfest auf den Lagerwellen der Schrägwalzen angeordnet sind und auf einem Zahnkranz im Gehäuse des Querwalzgerüstes, angetrieben durch ihren umlaufenden Lagerkorb, abrollen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Vorschubwinkel der Schräg­ walzen verstellbar sein. Dies ist z. B. bei einem Wechsel des Außendurch­ messers der Rohrluppe oder bei einem Wechsel des Gerüstplatzes erforderlich. Der Vorschub kann so auf jedem Gerüstplatz gesondert optimal eingestellt werden. Auch lassen sich die Schrägwalzen radial zur Walzachse verstellbar ausbilden. Letzteres kann man besonders einfach durch entsprechend dick gewählte Beilagen durchführen. Hierdurch läßt sich die Größe der Kaliber­ öffnungen den verschiedenen gewünschten Außendurchmessern der Rohrluppe anpassen. Ferner ist es möglich, die Schrägwalzen axial zu ihren Dreh­ achsen verstellbar auszubilden. Letzteres hat den Vorteil, daß bei verschlissenen und nachgearbeiteten Arbeitsflächen der Schrägwalzen die ursprüngliche Größe der Kaliberöffnung wieder eingestellt werden kann.

Vorteilhaft ist es, wenn das auslaufseitig letzte Querwalzgerüst an­ stelle der Schrägwalzen mit Glättwalzen ausgerüstet ist. Bei den Schrägwalzen der Querwalzgerüste handelt es sich um tonnenförmige Walzen, wie sie von den bekannten Schrägwalzgerüsten her geläufig sind, wenn auch mit wesentlich kleineren Abmessungen. Die vorerwähnten Glättwalzen haben demgegenüber eine im wesentlichen zylindrische ge­ gebenenfalls auch hyperbolische Form, wie sie beispielsweise bei Rollen­ richtmaschinen verwendet werden. Sie sind, wie die tonnenförmigen Schräg­ walzen, schräggestellt, um einen Vorschub des Walzgutes zu bewirken. Ihr Vorschubwinkel sollte auch verstellbar sein und es empfiehlt sich, sie radial und axial zur Walzachse verstellbar anzuordnen, wie die Schrägwalzen auch. Ein solches mit Glättwalzen ausgerüstetes Querwalz­ gerüst dient im wesentlichen nur zur Verbesserung der ohnehin geringen Wanddickentoleranzen, wozu das Querwalzverfahren in besonderer Weise geeignet ist.

Es ist zweckmäßig, wenn die Querwalzgerüste auf beiden Seiten ihrer Mantelfläche eine Antriebswelle mit Antriebszapfen oder -kupplung be­ sitzen. Jedes Querwalzgerüst kann dann in jeder Aufnahmetasche der Quer­ walzstraße eingesetzt und mit jeder Lagerkörperdrehrichtung betrieben werden. Man braucht die Querwalzgerüste im Kran hängend dann nur um ihre senkrechte Mittelachse zu drehen, wenn sie mit anderer Lagerkörper­ drehrichtung angetrieben werden sollen.

Es empfiehlt sich, die Querwalzgerüste und/oder Treibgerüste über einen Gruppenantrieb anzutreiben. Querwalzgerüste und Treibgerüste können dabei auch gesonderte Gruppenantriebe haben. Derartige Gruppenantriebe sind durch die als Fertigwalzstraßen betriebenen Streckreduzierwalz­ straßen bekannt und haben sich dort ausgezeichnet bewährt. Die äußere Bauform der erfindungsgemäßen Querwalzstraße, worunter vor allem die Walzgerüstaufnahmen und der Antrieb zu verstehen sind, entsprechen weitgehend den Walzgerüstaufnahmen und dem Antrieb der bekannten Streck­ reduzierwalzstraße. Es ist deshalb auch empfehlenswert, die Querwalzge­ rüste und/oder Treibgerüste auf Wechselwagen anzuordnen, wie sie bei­ spielsweise in der DE-PS 15 27 659 schon beschrieben und dargestellt sind.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Walzwerksanlage in der Draufsicht;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Querwalzstraße in der Draufsicht;

Fig. 3 ein Umformungsabschnitt der Querwalzstraße teilweise im Längsschnitt;

Fig. 4 und 5 ein Querwalzgerüst ohne Walzenantrieb im Schnitt und in der Seitenansicht;

Fig. 6 ein Querwalzgerüst ohne Walzenantrieb mit zwei Lager­ körben im Schnitt;

Fig. 7 ein Querwalzgerüst mit Walzenantrieb im Schnitt;

Fig. 8 eine Querwalzstraße ohne Treibgerüste in der Draufsicht;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Querwalzgerüstes ohne Walzenantrieb;

Fig. 10 eine Querwalzstraße mit Wechselwagen in der Vorderansicht.

In Fig. 1 ist ein Drehherdofen 1 dargestellt, der über eine Beschickungs­ einrichtung 2 mit nicht dargestellten Blöcken von z. B. 1000 kg Masse und etwa 5 Meter Länge beschickt wird. Auf Walztemperatur erwärmt ver­ lassen diese Blöcke über einen Rollgang 3 den Drehherdofen 1, passieren eine Entzunderungseinrichtung 4 und gelangen über einen Querförderer 5 in eine Einlegerinne 6 eines Schrägwalzgerüstes 7, wo jeder Block zu einem Hohlblock nach dem bekannten Schrägwalzverfahren gelocht wird. Der so entstandene Hohlblock gelangt nach dem Herausziehen der Dorn­ stange über einen weiteren Querförderer 8 auf einen Einlegetisch 10. Ein zunächst stillstehendes Treibrollenpaar 11 wird in radialer Richtung gegen den Block gefahren und hält diesen fest, während eine eventuell innengekühlte Dornstange 12 mit Hilfe eines zweiten Treibrollenpaares 13 in den Block eingeschoben wird. Dieses Einschieben erfolgt so weit, daß das voreilende Ende der Dornstange 11 bis in das auslaufseitig letzte Kaliber einer Querwalzstraße 14 hineinragt. Mit Hilfe des erst­ erwähnten jetzt anlaufenden Treibrollenpaares 11 schiebt man den Hohl­ block bei einlaufseitig zurückgehaltener Dornstange 12 in die Quer­ walzstraße 14. Es ist auch möglich, die Dornstange 12 und den aufge­ schobenen Hohlblock gleichzeitig in die Querwalzstraße einzuschieben. Dort wird der beispielsweise etwa 9 Meter lange Hohlblock zu einer z. B. etwa 108 Meter langen Rohrluppe ausgewalzt, wobei die Rohrluppe von der weiterhin einlaufseitig zurückgehaltenen Dornstange 12 abgewalzt wird. Noch während des Walzens in der Querwalzstraße 14 läuft die so entstandene Rohrluppe mit ihrem vorderen Endabschnitt in eine unmittelbar nachgeschaltete und mit kurzem Abstand dahinter angeordnete Fertigwalz­ straße 15, die beispielsweise als Streckreduzierwalzstraße ausgebildet ist. Mit Hilfe einer Trennvorrichtung 16 kann das je nach Fertigdurch­ messer weit über 1000 Meter lange fertige Rohr in gewünchste Längen unterteilt werden, bevor es über einen Rollgang 17 auf ein Kühlbett 18 gelangt.

In Fig. 2 ist die Querwalzstraße 14 in größererem Maßstab dargestellt. Angetrieben von einem Gruppenantrieb 19 ähnlich dem, der auch bei den bekannten Streckreduzierwalzstraßen 15 verwendet wird, werden zwei verschiedene Walzgerüsttypen angetrieben. Zum ersten handelt es sich um Querwalzgerüste 20 mit Schrägwalzen 21, die in einem Lagerkorb 22 drehbar gelagert sind, der um die mit 23 bezeichnete Walzachse umläuft, wozu er über einen Kegelradantrieb 24 angetrieben ist. Das auslaufseitig letzte Querwalzgerüst 20 besitzt anstelle der Schrägwalzen 21 Glätt­ walzen 25 mit einer leicht hyperbolischen Form.

Vor jedem Querwalzgerüst 20 und hinter dem letzten Querwalzgerüst 20 ist ein Treibgerüst 26 angeordnet mit Treibrollen 27, welche ebenfalls vom Gruppenantrieb 19 her angetrieben sind. Obwohl in Fig. 2 immer nur zwei Schrägwalzen 21 und zwei Treibrollen 27 pro Gerüst dargestellt sind, um deren Form sowie die Kaliberöffnung besser darstellen zu können, besteht jedes Kaliber doch aus insgesamt drei über den Umfang verteilten Walzen beziehungsweise Rollen, was im übrigen auch für die Fertigwalzstraße 15 gilt.

In Fig. 3 ist erkennbar, daß die Schrägwalzen 21 ähnlich arbeiten, wie dies von den bekannten Schrägwalzverfahren her bekannt ist. Das in Fig. 3 von links nach rechts sich bewegende Walzgut 28 wird im Querschnitt, insbesondere hinsichtlich seiner Wanddicke von den Schräg­ walzen 21 reduziert, wonach sich das Walzgut 28 von der Dornstange 12 abhebt. Im Bereich der vor- und nachgeschalteten Treibrollen 27 wird das Walzgut 28 zwar in radialer Richtung zusammengedrückt, jedoch nur so weit, daß ein Spaltraum 29 zwischen dem Walzgut 28 und der Dorn­ stange 12 verbleibt. Ein direkter Berührungskontakt zwischen Walzgut 28 und Dornstange 12 besteht in Form einer Linie, also nur im Bereich des Reduktionsteils der Schrägwalzen 21, was den Walzgutvorschub erleichtert, den Verschleiß der Dornstange reduziert und deren Erwärmung bzw. den Wärmeverlust des Walzgutes 28 klein hält.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie der Lagerkorb 22 in einem Gehäuse 30 des Querwalzgerüstes 20 und wie die Schrägwalzen 21 in dem Lagerkorb 22 gelagert sind. Auch der Kegelradantrieb 24 des Lagerkorbes 22 ist deut­ lich erkennbar. Über eine Kupplung 32 überträgt eine Antriebswelle 31 das Antriebsdrehmoment von dem Gruppenantrieb 19. Mit strichpunktierten Linien auf der gegenüberliegenden Seite der Mantelfläche des Gehäuses 30 ist eine zweite Antriebswelle 31 mit einer halben Kupplung 32 darge­ stellt, um zu zeigen, daß das Querwalzgerüst 20 um seine senkrechte Mittelachse gedreht werden kann, so daß die Schrägwalzen 21 auch auf der in Fig. 4 rechten Seite des Querwalzgerüstes 20 angeordnet sein können und dann mit entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen können. Außerdem zeigt Fig. 5, daß die Schrägwalzen 21 in zweifacher Weise geneigt zur Walzachse 23 angeordnet sind.

Fig. 6 entspricht im wesentlichen der Fig. 4, zeigt jedoch, daß die Anordnung von zwei Lagerkörben 22 und zwei Sätzen Schrägwalzen 21 in einem Gehäuse 30 möglich ist, wobei die beiden Lagerkörbe 22 in ent­ gegengesetztem Drehsinn umlaufen.

Fig. 7 entspricht auch im wesentlichen Fig. 4, zeigt aber eine Mög­ lichkeit, wie die Schrägwalzen 21 angetrieben werden können. Die Schräg­ walzen 21 sind drehfest auf ihren Lagerwellen 33 befestigt, die auf ihrem den Schrägwalzen 21 abgekehrten Ende ebenfalls drehfest ein Zahn­ rad 34 tragen. Diese Zahnräder 34 greifen in einen fest mit dem Gehäuse 30 verbundenen stillstehenden Zahnkranz 35, so daß bei einer Drehbewegung des Lagerkorbes 22 jedes Zahnrad 34 auf dem Zahnkranz 35 abrollt und damit über die Lagerwellen 33 die Schrägwalzen 21 angetrieben werden.

Fig. 8 zeigt eine Querwalzstraße 14, die nur mit Querwalzgerüsten 20 der Bauart nach Fig. 7 ausgerüstet ist. Durch den Antrieb der Schräg­ walzen 21 und auch der Glättwalzen 25 benötigt man keine Treibge­ rüste 26 wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2.

Die Fig. 9 zeigt zwei Treibgerüste 26 und ein Querwalzgerüst 20 mit seitlich angeordnetem Antrieb, der kleine Kegelraddurchmesser und nie­ drige Umfangsgeschwindigkeiten zuläßt. Die Schrägwalzen 21 sind nicht mehr fliegend, sondern beidseitig gelagert und außerdem ist der Vor­ schubwinkel der Schrägwalzen 21 mit Hilfe von mehreren ineinandergrei­ fenden verzahnten Ringscheiben 36 feinstufig verstellbar. Dazu wird der mit 37 bezeichnete Lagerkörper der Schrägwalzen 21 in Pfeilrichtung gedreht. Durch entsprechende nicht dargestellte Beilagen oder verzahnte Ringscheiben 36 anderer Dicke lassen sich die Schrägwalzen 21 radial zum Walzgut 28 verstellen.

Die Fig. 10 zeigt, wie die Querwalzgerüste 20 während des Betriebes ge­ halten werden, was in gleicher Weise auch für die in Fig. 10 nicht dargestellten Treibgerüste 26 gilt. Die Querwalzgerüste 20 werden von einem Wechselwagen 38 getragen, der in Fig. 10 nach links verfahrbar ist, was durch strichpunktierte Linien angedeutet wurde. Während des Betriebes ist jedes Gerüst mit Hilfe einer Spannvorrichtung 39 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gehalten. Insoweit entspricht die erfindungsgemäße Querwalzstraße der bei Streckreduzierwalzstraßen 15 üblichen und bekannten Bauart. Wie dort ist das Getriebe des Gruppenan­ triebes 19 im Ständer 40 der Querwalzstraße 14 untergebracht, wo es von Motoren 41 über Wellen 42 angetrieben wird. Außer durch Gruppenantrieb 19 ist es durchaus möglich, die Querwalzgerüste 20 und die Treibgerüste 26 einzeln anzutreiben. Um vor allem die Schrägwalzen 21, aber auch die Treib­ rollen 27 zu schonen, kann es sinnvoll sein, Führungen zwischen den Querwalzgerüsten 20 beziehungsweise Treibgerüsten 26 anzuordnen, die in der Lage sind, die Dornstange 12 in radialer Richtung zu führen, wenn deren vorderer Endabschnitt bei Beginn des Walzvorganges ohne Hohl­ block in die Kaliberöffnungen eingeführt wird. Während des Betriebes sind solche Führungen nicht erforderlich und auch dann nicht, wenn das voreilende Dornstangenende mit dem aufgeschobenen Hohlblock zusammen in die Kaliberöffnungen der Gerüste 20 und 26 eingeführt wird.

Claims (19)

1. Verfahren zum Herstellen nahtloser Rohre, bei dem ein auf Walztempe­ ratur erwärmter, in Längsrichtung durchgehend gelochter Hohlblock bei innenliegender Dornstange ohne Eigendrehung zu einer Rohrluppe gestreckt und diese anschließend ohne Zwischenerwärmung zu einem fertigen Rohr aus­ gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken des Hohlblockes nur mittels eines in mehrere Schritte unter­ teilten, im stationären Betriebszustand gleichzeitig am selben Hohlblock durchgeführten Querwalzverfahren erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Querwalzverfahren in beiden möglichen Drehrichtungen, vorzugsweise von Schritt zu Schritt wechselnd durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Strecken des Hohlblockes einlaufseitig mit größeren Schritten als auslaufseitig durchgeführt wird.

4. Walzwerksanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter einem an sich bekannten Schrägwalzgerüst (7) zum Lochen und unmittelbar vor einer ebenfalls bekannten Fertigwalzstraße (15) eine Querwalzstraße (14) in Blockbauweise angeordnet ist.

5. Querwalzstraße nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine walzblockartige Anordnung mehrerer auswechselbarer Querwalzgerüste (20), welche jeweils mindestens einen motorisch ange­ triebenen, um die Walzachse (23) umlaufenden Lagerkorb (22) besitzen, in dem mehrere, vorzugsweise drei, geneigt zur Walzachse (23) ausge­ richtete, ein Kaliber bildende Schrägwalzen (21) drehbar gelagert sind und durch eine vorzugsweise innengekühlte Dornstange (12), welche ein­ laufseitig in axialer Richtung zurückgehalten ist und von dort aus in die Kaliberöffnungen der Gerüste (20, 26) der Querwalzstraße (14) hinein­ ragt.

6. Querwalzstraße nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dornstange (12) in axialer Richtung verschieb­ bar und um ihre Längsachse drehbar gehalten ist.

7. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehrichtungen der Lagerkörbe (22) benach­ barter Querwalzgerüste (20) entgegengesetzt gerichtet sind.

8. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehrichtungen aller Lagerkörbe (22) aller Querwalzgerüste (20) gleich sind.

9. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querwalzgerüste (20) jeweils zwei in Walzrich­ tung hintereinander angeordnete Lagerkörbe (22) besitzen, deren Drehrich­ tungen entgegengesetzt gerichtet sind.

10. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlendem motorischen Antrieb der Schrägwalzen (21) vor und zwischen benachbarten Querwalzgerüsten (20) mindestens ein Treibgerüst (26) mit mehreren, vorzugsweise drei - in Walzrichtung angetriebenen Treibrollen (27) mit quer zur Walzachse (23) sich erstreckenden Treibrollenachsen angeordnet ist, wobei die Treibrol­ lenanordnung und -ausbildung einen ringförmigen Spaltraum (29) zwischen Walzgut (28) und Dornstange (12) freiläßt.

11. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägwalzen (21) über ihre Lagerwellen (33) angetrieben sind.

12. Querwalzstraße nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägwalzen (21) über Zahnräder (34) ange­ trieben sind, die drehfest auf den Lagerwellen (33) der Schrägwalzen (21) angeordnet sind und auf einem Zahnkranz (35) im Gehäuse (30) des Quer­ walzgerüstes (20), angetrieben durch ihren umlaufenden Lagerkorb (22), abrollen.

13. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubwinkel der Schrägwal­ zen (21) verstellbar ist.

14. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägwalzen (21) radial zur Walzachse (23) verstellbar sind.

15. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schrägwalzen (21) axial zu ihren Drehachsen (33) verstellbar sind.

16. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, da­ durch gekennzeichnet, daß das auslaufseitig letzte Querwalzgerüst (20) anstelle der Schrägwalzen (21) mit Glättwalzen (25) ausgerüstet ist.

17. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querwalzgerüste (20) auf beiden Seiten ihrer Mantelfläche eine Antriebswelle (31) mit An­ triebszapfen oder -kupplung (32) besitzen.

18. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querwalzgerüste (20) und/oder Treibgerüste (26) über einen Gruppenantrieb (19) angetrieben sind.

19. Querwalzstraße nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querwalzgerüste (20) und/oder Treibgerüste (26) auf Wechselwagen (38) angeordnet sind.